[发明专利]一种不良地层中的立井井壁结构、施工装置及方法

权利要求书

1.一种不良地层中的立井井壁结构，立井井壁结构包括在不良地层中设置的井筒，其特征在于，立井上部的井颈段设置的高喷帷幕桩井壁结构、基岩段设置的定位靶向注浆井壁结构和井壁，上下井壁同心、同径，紧密连接成一体；立井井颈段所述的高喷帷幕桩井壁结构，井筒的荒径线（3）内开挖岩层，在井筒净径线（2）与井筒荒径线之间浇筑井壁，以井筒中心为圆心，沿井筒荒径线0.6m外围至少设置三圈首尾封闭的圆环形高喷帷幕墙，两圈高喷帷幕墙之间相距1.2～2m，高喷帷幕墙的厚度800～1000mm，深度大于厚含水回填表土层的厚度；基岩段不良含水层所述的定位靶向注浆井壁结构，在井筒周围设置定位靶向注浆钻孔（33）、孔口管（34）和注浆段（36），全井以井筒中心为圆心沿井筒荒径线圆周2m外至少成对均匀设置8个垂直地面的定位靶向注浆钻孔；定位靶向注浆钻孔内设置孔口管，水泥浆液压由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围5～10m基岩裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，分层设置在基岩段所处的不良含水层内；所述的井壁由内壁和外壁构成，外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土；

所述的高喷帷幕墙由同一圈上的高喷帷幕桩连接构成，所述的高喷帷幕桩是采用三管高压旋喷技术将水泥浆喷注到预设的高喷钻孔内，凝固成圆柱状桩体，同圈的桩体与桩体相互重叠连接成一个圆环形高喷帷幕墙；

井颈段高喷帷幕桩井壁结构施工装置包括水泥罐（15）、水箱（17）、一级搅拌桶（19）、二级搅拌桶（21）、操作台（23）、高压注浆泵Ⅰ（25）、高压水泵（26）、空压机（27）、先用钻机（31）和高喷台车（32）构成，就近设在井筒附近或井筒上方；所述的水泥罐、水箱分别由水泥溜管（16）、水管（18）与一级搅拌桶连接，一级搅拌桶与二级搅拌桶由泥浆管（20）连接，二级搅拌桶与高压注浆泵Ⅰ由水泥浆管（22）连接，高压注浆泵Ⅰ、高压水泵、空压机分别由注浆高压管（28）、高压水管（29）、高压风管（30）与高喷台车连接；所述的水泥罐、水箱、一级搅拌桶、二级搅拌桶、高压注浆泵Ⅰ、高压水泵、空压机、先用钻机、高喷台车由控制电缆（24）与操作台电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种不良地层中的立井井壁结构，其特征在于，所述的高喷钻孔（7）、（8）、（9）采用先用钻机（31）从地面垂直往下钻成，深度大于厚含水回填表土层厚度，钻孔直径不小于130mm；水泥浆喷注入高喷钻孔并向周边扩充，成桩直径为800mm～1000mm，桩与桩之间有不小于100mm的重叠连接区。

3.根据权利要求1所述的一种不良地层中的立井井壁结构，其特征在于，所述的定位靶向注浆钻孔（33），是利用后用钻机（48）从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，钻孔直径上部250mm，下部直径150mm；定位靶向注浆钻孔内设置异径孔口管，其中垂深0～10m段，管材规格为φ219×6mm；垂深10～30m段，管材规格为φ159×5mm。

4.根据权利要求1所述的一种不良地层中的立井井壁结构，其特征在于，所述的注浆段的注浆材料为黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的2.5～4倍；注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散8m，凝固成注浆段，段高30～50m，设在基岩段所处的不良含水层内。

5.根据权利要求1所述的一种不良地层中的立井井壁结构，其特征在于，所述的外壁混凝土标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

6.根据权利要求1所述的一种不良地层中的立井井壁结构，其特征在于，所述的内壁混凝土标号不小于C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。